《3.1 体验计算机解决问题的过程》教学设计2026-2027学年高一上学期心理健康粤教版

该高中信息技术教学设计聚焦“计算机解决问题的过程”核心知识点，通过“1+2+…+100”计算问题导入，结合数据量增大的追问引出计算机解决问题的必要性，衔接前两章数据与信息知识，为后续算法学习搭建桥梁。 以核心素养为导向，采用对比教学法和案例分析法，通过“身高平均值计算”等生活案例及Python程序演示，培养计算思维与信息意识。小组讨论与实践体验提升数字化学习能力，分层作业兼顾基础与拓展，助力学生建立系统化思维，方便教师实施差异化教学。

《3.1 体验计算机解决问题的过程》教学设计 课题 3.1 体验计算机解决问题的过程 课时 1课时（45分钟） 学科 信息技术 年级 高一 授课学校 眉山市彭山区第一中学 年级组 高中技术组 一、教材与学情分析 教材分析：本节是粤教版必修一第三章“算法基础”的第一节，是学生从“数据与信息”知识领域过渡到“算法与程序”实践领域的关键起点[reference:8]。教材从“设计从A市到B市耗时最少的旅行路线方案”这一项目范例引入[reference:9]，通过对比人工解决问题与计算机解决问题的过程，帮助学生理解计算机解决问题的基本流程——分析问题→设计算法→编写程序→调试运行程序[reference:10]。本节内容为后续学习算法及其描述、计算机程序与程序设计语言奠定基础。 学情分析：学生经过前两章的学习，已掌握数据、信息、知识与智慧的基本概念，但对“如何用计算机解决实际问题”缺乏系统认知。高一学生对“编程”既好奇又畏惧，需要通过贴近生活的案例和对比分析，帮助学生建立“计算机解决问题有章可循”的信心。 二、学科核心素养与教学目标 信息意识 能够认识到计算机在数据处理和问题求解中的巨大优势，主动思考哪些问题适合用计算机解决。 计算思维 掌握计算机解决问题的四个基本步骤（分析问题→设计算法→编写程序→调试运行程序），能够将实际问题分解为可计算的步骤。 数字化学习与创新 体验从问题分析到程序运行的全过程，初步建立用计算机解决问题的系统化思维。 信息社会责任 理解计算机解决问题的效率和局限性，认识到人工判断与计算机执行各有优劣，培养合理利用计算资源的意识。 三、教学重难点 教学重点 ①计算机解决问题的四个基本步骤（分析问题→设计算法→编写程序→调试运行程序）；②人工解决问题与计算机解决问题的过程对比。 教学难点 ①理解“算法”在计算机解决问题过程中的核心地位——算法是连接问题分析与程序编写的桥梁；②将实际问题转化为可计算的问题描述。 四、教学方法与资源 教法 对比教学法、案例分析法、问题驱动法、演示法。 学法 对比观察、小组讨论、流程梳理、体验式学习。 教学准备 多媒体课件（含人工求解与计算机求解的对比动画）、教材“从A市到B市旅行路线”案例素材、Python运行环境（用于演示程序运行）、学案（含流程图填空）。 五、教学过程（45分钟） 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 5分钟 1. 提出问题：教师在PPT上展示——“请计算：1+2+3+…+100 = ？” 2. 引导体验：“请同学们用你们想到的方法，快速算出这道题的结果。给大家1分钟时间。” 3. 收集答案：邀请3-4位学生分享计算结果和计算方法。预设回答：①从1加到100（逐项相加）；②（1+100）×100÷2=5050（高斯求和）。 4. 追问引导：“如果题目变成1+2+3+…+10000呢？你们还能快速算出来吗？如果变成1+2+3+…+1000000呢？” 5. 引出课题：“当数据量很小时，人工计算很方便；但当数据量变大时，人工处理效率就很低了。这时候，我们可以借助计算机来解决问题。今天我们就来学习——3.1 体验计算机解决问题的过程。” 看到题目后，迅速在练习本上尝试计算。 1分钟内完成计算，举手分享答案和计算方法。 思考教师的追问——当数据量增大时，人工计算的困难在哪里？ 明确本节课的学习目标：理解计算机解决问题的基本过程。 用“1+2+…+100”的数学问题作为导入，贴近学生已有知识。通过“数据量增大”的层层追问，让学生切身感受人工处理的局限性，自然引出计算机解决问题的必要性。 新课讲授 （一）人工解决问题的过程 8分钟 1. 回顾教材案例：“刚才我们计算1+2+…+100的过程，就是人工解决问题的过程。教材中也有一个类似的例子——‘计算2的10次方是多少’。”[reference:11] 2. 总结人工解决问题的步骤（板书）： ①明确问题：要算什么？已知条件是什么？ ②确定方法：根据已有经验和知识，确定用什么方法来解决。 ③执行求解：按照确定的方法一步步计算，得出结果。 3. 提问引导：“刚才算1+2+…+100时，你们用了什么方法？——高斯求和公式。这就是‘根据已有知识和经验确定方法’。” 4. 追问：“如果让你计算全校2000名同学的身高平均值，人工方法还方便吗？你会遇到什么困难？” 预设回答：数据太多、容易算错、耗时太长。 跟随教师的引导，回顾自己刚才计算的过程，对应三个步骤：明确问题（求和）、确定方法（逐项相加或高斯公式）、执行求解（得出5050）。 在笔记本上记录人工解决问题的三个步骤。 思考并回答教师的追问——当数据量大时，人工处理的困难（数据多、易出错、效率低）。 从学生刚刚亲历的计算过程出发，归纳人工解决问题的三个步骤，让学生感到“概念来源于自己的实践”，降低认知门槛。通过“2000名同学身高平均值”的追问，让学生直观感受人工处理的局限性。 新课讲授 （二）计算机解决问题的过程 12分钟 1. 提出对比问题：“同样的问题——计算2000名同学的身高平均值——如果用计算机来解决，应该怎么做呢？” 2. 讲解计算机解决问题的四个步骤（板书）： ①分析问题（3分钟）： “首先要明确——输入是什么？（2000个身高数据）输出是什么？（平均身高）要做什么运算？（求和、求平均）” ②设计算法（3分钟）： “算法就是解决问题的步骤和方法。求平均值的算法可以这样描述—— 　第1步：将所有身高数据加起来，存入总和变量； 　第2步：用总和除以2000，得到平均值； 　第3步：输出平均值。” ③编写程序（3分钟）： “把算法翻译成计算机能识别的语言——也就是程序。教师现场用Python演示一段简单的求平均值程序（在PPT或IDE中展示代码）。” ④调试运行（3分钟）： “运行程序，输入数据，查看输出结果。如果有错误，需要修改程序，直到得到正确结果——这就是调试。”[reference:12] 3. 板书四个步骤：分析问题 → 设计算法 → 编写程序 → 调试运行程序 4. 强调核心：“在这四个步骤中，算法是核心——它是连接问题分析和程序编写的桥梁。算法设计好了，程序只是把它‘翻译’成计算机语言。” 1. 跟随思考：针对“计算2000名同学身高平均值”的问题，跟随教师逐层分析四个步骤。 2. 记录步骤：在笔记本上画出“分析问题→设计算法→编写程序→调试运行程序”的流程图。 3. 观察演示：观看教师展示的Python程序代码和运行结果，对“程序是什么”建立初步印象。 4. 标注核心：在笔记中圈出“算法”二字，标注“核心——连接问题与程序的桥梁”。 用“计算身高平均值”这一贴近学生生活的案例贯穿计算机解决问题的四个步骤讲解，使学生能够在熟悉的场景中理解抽象的概念。现场演示Python程序运行，让学生直观感受“程序让计算机自动计算”的过程，消除对编程的畏惧心理。 对比分析 8分钟 1. 组织对比讨论：将学生分为4人小组，讨论以下问题—— “人工解决问题和计算机解决问题，各有什么优缺点？分别在什么情况下更合适？” 2. 巡视指导：走到各小组中间，引导学生从“速度”“准确性”“灵活性”“适用场景”等角度进行对比。 3. 汇总展示：邀请2-3个小组代表分享讨论结果，教师在黑板上用表格形式汇总—— | 对比维度 | 人工解决 | 计算机解决 | | 速度 | 慢（数据量大时更慢） | 快（毫秒级完成大量计算） | | 准确性 | 易出错（数据量大时更易出错） | 准确（程序正确则结果准确） | | 灵活性 | 强（可随时调整方法） | 弱（需要修改程序） | | 适用场景 | 数据量小、逻辑简单 | 数据量大、重复性计算 | 4. 总结：“人工解决问题灵活但效率低，计算机解决问题效率高但需要事先设计好算法和程序。在实际生活中，我们要根据问题的特点，选择最合适的解决方式。” 1. 小组讨论（5分钟）： 围绕教师提出的对比问题展开讨论，每位组员至少发言一次，记录员整理讨论结果。 2. 代表汇报（2分钟）： 每组代表分享讨论结果，其他组倾听并补充。 3. 完善笔记（1分钟）： 根据教师的汇总表格，在笔记本上补充完善人工解决与计算机解决的对比内容。 通过小组讨论和全班汇总，帮助学生系统梳理人工与计算机两种解决方式的差异。表格化的对比呈现使知识结构化，便于学生记忆和理解。讨论过程培养合作学习与批判性思维能力。 实践体验 8分钟 1. 发布任务：“请同学们打开教材，阅读‘从A市到B市耗时最少的旅行路线方案’案例[reference:13]。思考——如果要设计一个程序来解决这个问题，应该经历哪四个步骤？”[reference:14] 2. 分步引导： ①分析问题：“要解决什么问题？已知什么条件？要输出什么结果？” ②设计算法：“可以用什么方法找到耗时最少的路线？” ③编写程序：“如果让你来写程序，你需要处理哪些数据？” ④调试运行：“程序写好后，还需要做什么？” 3. 填写学案：指导学生完成学案中的“计算机解决问题四步骤”填空表。 4. 巡视指导：帮助有困难的学生理解案例内容，引导他们按照四个步骤进行分析。 1. 阅读案例（2分钟）： 快速阅读教材中“从A市到B市旅行路线”的案例内容。 2. 小组讨论（3分钟）： 与同桌讨论——这个案例中，四个步骤分别对应什么内容？ 3. 填写学案（2分钟）： 独立完成学案中的填空表——分析问题（写1句话）、设计算法（写2-3个步骤）、编写程序（写需要处理的数据）、调试运行（写需要检查的内容）。 4. 分享交流（1分钟）： 自愿分享自己的填写结果，其他同学补充。 通过教材案例的实践分析，让学生将刚刚学到的四步骤知识应用到具体情境中，实现“学以致用”。学案填空降低了任务难度，确保每位学生都能参与。小组讨论促进思维碰撞。 总结与拓展 4分钟 1. 知识梳理：邀请学生回顾本节课的两个核心内容——①人工解决问题的三个步骤；②计算机解决问题的四个步骤。教师在黑板一侧用对比方式快速呈现。 2. 强调算法地位：“在计算机解决问题的四个步骤中，算法设计是最关键的一步。算法好比‘作战计划’，程序好比‘执行命令’。计划好，执行才能好。下节课我们将深入学习——算法及其描述。” 3. 布置作业（详见作业布置栏）。 1. 回顾总结：跟随教师回顾本节课内容，完善笔记。 2. 记录过渡：在笔记本上记录“算法是关键”这一结论，为下节课做准备。 3. 记录作业：抄写作业要求。 通过对比式总结强化人工与计算机两种解决方式的差异。用“作战计划vs执行命令”的比喻强调算法的核心地位，自然过渡到下一节课的内容，实现知识的连贯性。 六、板书设计 3.1 体验计算机解决问题的过程 一、人工解决问题的过程  明确问题 → 确定方法（根据经验知识） → 执行求解  例：计算1+2+…+100 → 用高斯公式 → 得5050 二、计算机解决问题的过程  分析问题 → 设计算法 → 编写程序 → 调试运行程序  例：计算2000人身高平均值 → 求和取平均算法 → Python程序 → 运行输出结果 三、对比总结  人工：灵活但效率低（适合数据量小、逻辑简单）  计算机：效率高但需事先设计（适合数据量大、重复计算）  算法是核心——连接问题分析与程序编写的桥梁 七、作业布置 必做 选择一个你日常生活中遇到的问题（如“计算本月零花钱总支出”“统计一周各科作业量”等），分别按照人工解决问题的三个步骤和计算机解决问题的四个步骤，写出各自的解决过程（用文字描述即可）。 选做 查阅资料，了解“编程解决‘百钱买百鸡’问题”的过程，用一段话描述这个问题是如何通过“分析问题→设计算法→编写程序→调试运行”四个步骤解决的。 八、教学反思 成功经验 ①以“1+2+…+100”的计算作为导入，学生全员参与，从亲身体验中归纳出人工解决问题的三个步骤，教学起点低、效果好；②“计算2000名同学身高平均值”的案例贴近校园生活，学生对计算机解决问题的四个步骤理解到位；③现场演示Python程序运行，学生首次直观感受到“程序让计算机自动工作”的魅力，消除了部分学生对编程的畏惧心理。 改进方向 ①部分学生对“算法”与“程序”的区别仍较模糊，下节课可通过更多类比（如“菜谱vs做菜”“施工图vs施工”）加以区分；②“从A市到B市旅行路线”案例的阅读时间略紧，可提前将案例要点提炼成学案材料，减少学生阅读教材的时间；③讨论环节中个别小组讨论偏离主题，下次可在任务单上明确写出“至少从3个角度进行对比”的具体要求。 学科网（北京）股份有限公司 $